2/22 ＜粘弾性挙動から残留応力を紐解く！予測する！＞ 粘弾性挙動による、 プラスチック成形品の残留応力の発生と解放のメカニズム

金沢工業大学名誉教授 工学博士
コンサルＳＭＳ 代表　新保 實　氏

（学歴）

1974年3月金沢工業大学機械工学科卒、1984年3月同大学大学院工学研究科博士課程修了：工学博士受、1991－1992年マサチュ－セッツ工科大学(MIT:米国)留学．　

（職歴）

1974年4月金沢工業大学助手、1994年4月～2012年3月金沢工業大学教授、2012年4月（株）SMS代表取締役、2012年6月金沢工業大学名誉教授、2021年7月コンサルSMS代表.

（専門）

材料力学、粘弾性学、プラスチック材料、他、　　

（主研究テ－マ）

１．プラスチックおよびプラスチック系複合材料の成形過程で生ずる残留応力の発生機構の解明
２．マイクロセルラ－プラスチックのプロセッシングに関する研究

（著書）

“プラスチックの粘弾性特性とその利用法－成形不良対策法/発泡制御法－“
　　　　共立出版、2013.7（単著）、他18編

（所属学会）
日本機械学会　永年会員（平成15年度（第81期）～平成16年度（第82期）：評議員）、
プラスチック成形加工学会（平成13年度～：評議員,平成10年度～：論文査読委員）、
Cellular Polymers(UK):Editorial Member　（平成18年～）、
受賞：平成11年：プラスチック成形加工学会より功労賞受賞、平成12年：SPEより貢献賞受賞、平成21年：エレクトロニクス実装学会論文賞受賞、平成21年：先端加工学会論文賞＆技術賞受賞．

（WebSite）

http://www2.spacelan.ne.jp/~shimbotesu/

　粘性的性質と弾性的性質が混在する粘弾性特性は、全ての素材に見られる挙動です。粘弾性挙動は、素材の弾性率が時間及び温度の関数として変動することから、力学的取り扱いが非常に複雑になります。プラスチック素材は、この挙動が200℃内で液体から固体へと変化することから、他の素材に比べ一般的な使用温度範囲において、力学的な扱いに注意が必要です。
　この粘弾性挙動に伴って、プラスチック成形品には、成形時に殆どの場合において残留応力が生じます。この残留応力は、粘弾性挙動によって解放され、寸法変化や破壊等の経時的な不良を引き起こします。プラスチックの粘弾性挙動の時間、温度依存性には、時間-温度換算則が成立し、この法則を用いて残留応力解放に伴う変形や強度の長期予測、及び繊維強化プラスチックの諸特性の時間、温度依存性の長期予測等が可能となります。
　ここでは、プラスチックの最も重要な粘弾性挙動の解釈法とその利用法、粘弾性挙動に伴う残留応力の発生メカニズム及び解放メカニズムを説明します。さらに、時間-温度換算則の成立確認方法とこの換算則を用いた残留応力の解放に伴う変形予測法、強度及び変形の長期予測法、加速試験の各事象への応用方法について説明します。最後に、成形不良低減の新しい種々の射出成形法を紹介します。

１．プラスチックの最も重要な粘弾性の基礎知識
　1.1 粘弾性特性・熱粘弾性特性とは
　1.2 粘弾性特性・熱粘弾性特性の利用方法
　1.3 粘弾性に伴う特異現象（クリ－プ変形、応力緩和）

２．粘弾性体の力学の基礎
　2.1 プラスチックの応力とひずみ
　2.2 粘弾性挙動と粘弾性モデル
　2.3 応力－ひずみ関係式（構成方程式の誘導方法）

３．粘弾性挙動によって生ずる残留応力の発生メカニズム
　3.1 残留応力の発生要因
　3.2 硬化過程で生じる残留応力の発生メカニズム
　3.3 冷却過程で生じる残留応力の発生メカニズム
　3.4 残留応力の理論的・実験的解析手法

４．粘弾性材料の時間－温度換算則とその利用方法
　4.1 時間－温度換算則の基礎概念
　4.2 時間－温度換算則の成立検証方法
　4.3 時間－温度移動因子（ア－レニュウス型、WLF型）
　4.4 時間－温度換算則の利用方法

５．時間－温度換算則を用いた各種事象の予測方法
　5.1 マスター曲線を用いたクリ－プ変形の長期予測法
　5.2 マスター曲線を用いた残留応力開放に伴う変形の長期予測法
　5.3 マスター曲線を用いたCFRPの変形、強度の経時的変化の予測方法
　5.4 マスター曲線を用いたプラスチックの諸特性の加速試験方法

６．成形不良低減の新射出成形法の紹介
　6.1 新射出発泡成形法
　6.2 新射出中空成形法
　6.3 新射出圧空成形法

　　□質疑応答□ 

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